Maxwell-铁耗计算和涡流损耗

1Maxwellhelp文件为Maxwell2D/3D的瞬态求解设置铁芯损耗一、铁损定义（corelossdefinition）铁损的计算属性定义（CalculatingPropertiesforCoreLoss(BPCurve)要提取损耗特征的外特性（BP曲线），先在View/EditMaterial对话框中设置损耗类型（CoreLossType）是硅钢片（ElectricalSteel）还是铁氧体（PowerFerrite）。以设置硅钢片为例。1、点击ToolsEditConfiguredLibrariesMaterials.或者，在左侧project的窗口中，往下拉会有一个文件夹名为definitions，点开加号，有个materials文件夹，右击，选择EditAllLibraries.，“EditLibraries”对话框就会出现。2、点击AddMaterial，“View/EditMaterial”对话框会出现。3、在“CoreLossType”行，有个“Value”的框，单击，会弹出下拉菜单，可以拉下选择是硅钢片（ElectricalSteel）还是铁氧体（PowerFerrite）。其他的参数出现在“CoreLossType”行的下面，例如硅钢片的Kh,Kc,Ke,andKdc，功率铁氧体的Cm,X,Y,andKdc。如果是硅钢片，对话框底部的“CalculatePropertiesfor”下拉菜单也是可以使用的，通过它可以从外部引入制造厂商提供的铁损曲线等数据（Kh,Kc,Ke,andKdc）确定损耗系数（CoreLossCoefficient）。4、如果你选择的是硅钢片，按如下操作：①从对话框底部的“CalculatePropertiesfor”下拉菜单中选择损耗系数的确定方法（永磁铁permanentmagnet、单一频率的铁损corelossatonefrequency、多频率的铁损corelossversusfrequency）,然后会蹦出BP曲线对话框。单一频率的损耗：点击图表上面的“Importfromfile.”可以直接导入BP曲线数据文件，但要“*。Tab”格式文件。如果纵横轴错了，可以点击“SwapX-YData”按钮，调换B轴和P轴的数据，但是B轴和P轴的方向不变。或者直接在左侧的表格中填入对应的B值和P值，行不够了可以点击“AddRowAbove”按钮，和“addrowbelow”分别从上面和下面添加行，“appendrows”是一口气加好几行，或者删除行“deleterows”。表下面的“frequency”表示当前的BP曲线是在什么频率下的性能。“Thickness”表示硅钢片的厚度，“conductivity”是电导率。点击“OK”确定。多频率的损耗：打开对话框后左下方有个“Edit”窗口，是添加要设定BP曲线的频率的。分别加上几个频率，如1Hz和2Hz。每填写一个赫兹点一下“Add”按钮，就会把频率添加到上面的表格中。在相应的频率后面有“Editdataset”按钮，点击可进入BP曲线编辑页面。与单一的相同，可以导入文件或者自己填写BP曲线数据。填完点击“OK”按钮。右侧的图中就会出现设定的BP曲线。在图标下面选择“selectfrequency”显示单一的左侧亮蓝色的频率下的BP曲线，选择“Allfrequencies”显示所有频率下的BP曲线。选择“originalcurve”则BP曲线的第一个点需要从0开始。选择“RegressionCurve”则，图中不仅显示设定的BP曲线，还会附加一条BP值的增长趋势曲线。②确定BP曲线③在“CoreLossUnit”对话框里选择BP曲线的单位④输入频率Frequency、硅钢片质量密度MassDensity、导电率Conductivity、厚度Thickness的值和单位。Kh——滞后系数（HysteresisCoefficient）Kc——经典涡流系数（ClassicalEddyCoefficient）Ke——过量系数（ExcessCoefficient）Kdc——考虑直流偏磁效应的系数2validatematerial——使材料生效5、如果你选择功率铁氧体，按如下操作：填写Cm,X,Y,andKdc的值，或者如上所述，从文件中导入或者自己填写数据。6、在“Editmaterial”对话框中，在质量密度（Massdensity）下面的一行，有“Composition”构成。在value列可选择solid（固体）Lamination（薄板、叠片）。如果选择Lamination，下面会增加两行stackingfactor（占空系数、堆叠系数）、stackingdirection（堆叠方向）。7、点击“OK”，确定，然后会自动退出编辑页面。注：硅钢片的铁损系数计算（CoreLossCoefficientsforElectricalSteel）在正弦磁通下，在频率范围内的铁损按如下公式计算：当磁通密度中有直流分量时，按如下公式修改：Bm——交流磁通分量的幅值（amplitudeoftheACfluxcomponent）f——频率Kh——磁滞铁芯损耗系数（amplitudeoftheACfluxcomponent）Kc——涡流铁芯损耗系数（theeddy-currentcorelosscoefficient）Ke——过量的铁芯损耗系数（excesscorelosscoefficient）Cdc按下式计算：Bdc——直流磁通分量（DCfluxcomponent）Kdc——考虑直流偏磁效应的系数（coefficientconsideringtheDCfluxbiaseffects）铁损系数的提取（CoreLossCoefficientExtraction）Kh,Kc,andKe的算法原则总结如下：无直流偏磁的铁心损耗如下计算：其中：；经典涡流损耗系数（classicaleddy-currentlosscoefficient）按如下计算：3其中，σ是导电率，d是一片硅钢片的厚度，获得K1K2的最小二次型方程其中，Pvi,Bmi是已测量的损耗特性曲线的第i个点，另外两个损耗特性按如下公式计算:其中，f0是损耗曲线（LossCurve.）的测试频率。二、点击MaxwellExcitationsSetCoreLoss.1、“SetCoreLoss”对话框会出现，也可以在左侧的project框中右击“Excitations”，然后在展开的菜单中选择“SetCoreLoss”，或者右击画图的区域，然后选择“AssignExcitationSetCoreLoss”。2、在这个对话框中，“CoreLossSetting”列打钩，可以选择对哪些器件进行铁损计算。“DefinedinMaterial”列表示哪些项目含有铁损。3、如果有特殊名字的器件要加入计算铁损序列，点击“SelectObjectByName”按钮，在弹出的对话框里输入名字。4、也可以点击“DeselectAll”按钮来取消所有器件的选择。5、在“Advanced”页面，可以勾选“Considercorelosseffectonfield”，点击这个按钮后，软件会估计铁损，并改变场计算，在瞬态场计算中加入铁损效应导致的影响结果。这个功能借着延长计算时间，从而提高高铁损材料的瞬态场计算的准确性。并且损耗计算是在场计算之后再计算的。6、点击“OK”。-----------------------------------------------------------------------------------------------新浪博客：关于Ansoftmaxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明forlink团队原创，转载请注明。考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。注意，B-P曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/setcoreloss，对定子铁心勾选才行。此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。后处理中，通过result/createtransientreports/coreloss查看铁耗随时间变化曲线。4再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。现以永磁电机为例，具体阐述。对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/seteddyeffect，对永磁体勾选。注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和seteddyeffect。后处理中，通过results/createtransientreports/retangularreport/solidloss查看涡流损耗随时间变化曲线。最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skindepthbasedrefinement网格剖分才行。以上方法，适用于Ansoftmaxwell13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。请问在计算永磁体涡流损耗的时候，为什么需要给永磁体施加零电流激励，还有，这个激励在软件里面怎么设置呢，是先选中该永磁体，之后assignExcitation，之后CurrentExcitation，Type选择Solid，是这样么？然后是每个永磁体单独设置？施加零电流激励，是为了给涡流指定回路。单独，一起设置都可以，是solid。设置零电流激励，是给永磁体，与线圈的激励没有关系，线圈该怎么设置还怎么设置关于Ansoftmaxwell中铜耗计算的说明forlink团队原创，转载请注明。上一篇博客讲完了铁耗及涡流损耗的计算方法，现就铜耗问题，阐述如下。铜耗分为2部分，一是主动导体产生的，比如异步和同步电机定子绕组；二是被动导体产生的，比如鼠龙式异步电机转子导条。主动导体一般是多股绞线（也就是stranded），被动导体一般是大块导体（solid）。它们分别对应strandedloss(R)和solidloss。主动导体损耗：需要设置导体为stranded，并施加电压源，电流源或外电路。当施加的是电压源时，并且给定电机相电阻和端部漏电感（此处针对二维模型）值，则后处理中results/createtransientreport/retangularreport/strandedlossR就是主动导体的损耗，比如异步或同步电机的定子铜耗。当施加的是电流源，外电路中的电压源或电流源时，后处理中results/createtransientreport/retangularreport/strandedloss就是主动导体的损耗。建议选用电压源方法计算铜耗，因为电阻值是由用户指定的，而不是软件根据截面积和长度自动计算出来的，这样可以算得比较准确。被动导体损耗：只需要给定被动导体的电导率，并且seteddyeffect，则后处理中solidloss即是被动导体的损耗，比如鼠龙式异步电机转子导条。这有点类似于涡流损耗的计算方法，因为涡流损耗和被动导体损耗，都是在非零电导率的导体上产生的。以上方法，基于Ansoftmaxwell13.0.0及以上版本，并且适用于任何电机。关于Ansoftmaxwell中各种loss的说明forlink团队原创，转载请注明。5Powerloss：这个名词，出现在11及之前的版本。指的是感应电